EP2334271B1 - Ankopplung eines auges an eine lasereinrichtung - Google Patents

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EP2334271B1
EP2334271B1 EP08801693.6A EP08801693A EP2334271B1 EP 2334271 B1 EP2334271 B1 EP 2334271B1 EP 08801693 A EP08801693 A EP 08801693A EP 2334271 B1 EP2334271 B1 EP 2334271B1
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EP
European Patent Office
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eye
suction
interface unit
tissue
suction chamber
Prior art date
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EP08801693.6A
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EP2334271A1 (de
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Olaf Kittelmann
Jing Li
Gerhard Robl
Klaus Vogler
Bernd Zerl
Thomas Deisinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wavelight GmbH
Original Assignee
Wavelight GmbH
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Publication date
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    • A61F9/00836—Flap cutting

Definitions

  • the invention generally relates to the production of a mechanical coupling between a biological tissue and a laser device whose laser radiation is used to treat the tissue.
  • the invention is concerned with the coupling of a laser device to an eye, in particular a human eye, in order to introduce one or more sections into the eye with the laser radiation.
  • a precise localization of the beam focus relative to the tissue to be treated is essential.
  • a relatively small beam focus is often sought in order to keep the slice thickness low.
  • the positioning of the beam focus must be correspondingly precise. This is especially true for the introduction of cuts in ocular tissue, as they occur for example in the context of the so-called Fs-LASIK.
  • LASIK Laser In-situ Keratomileusis and refers to a technique for the treatment of refractive errors, in which first a cover disc (in the professional world regularly referred to as a flap) is cut out of the anterior part of the cornea, which still remains partially connected to the cornea, so that it can be flipped aside for subsequent ablation of underlying corneal tissue by means of laser radiation. After performing the ablation (tissue removal), the flap is folded back and there is a relatively fast healing with extensive integrity of the corneal surface.
  • a cover disc in the professional world regularly referred to as a flap
  • a hitherto common technique uses a mechanical cutting plane (microkeratome), which cuts into the cornea from the side with a rapidly oscillating cutting edge.
  • microkeratome mechanical cutting plane
  • systems have also been developed that permit the production of flat surfaces by means of focused laser radiation with pulse durations in the femtosecond range.
  • Fs-LASIK the name femtosecond or Fs-LASIK.
  • the radiation is thereby focused under the anterior surface of the cornea in the interior of the tissue and the focus points are positioned in the desired area so that, as a result, a flap is cut out of the cornea.
  • Tissue sections in the eye are not only required for Fs-LASIK, but also for other indications, such as keratoplasty (eg, anterior or posterior lamellar keratoplasty, penetrating keratoplasty in corneal transplants), Fs lenticule extraction for refractive correction, cutting of intercorneal ring segments to stabilize keratoconus and corneal protrusion (eg for insertion of intacs, ie small implanted ring segments for biomechanical stabilization of the cornea), cataract incisions, presbyopia incisions in the crystalline lens, in intrastromal inlays, in keratomy for astigmatism, in corneal resection and the like.
  • keratoplasty eg, anterior or posterior lamellar keratoplasty, penetrating keratoplasty in corneal transplants
  • Fs lenticule extraction for refractive correction cutting of intercorneal ring segments to stabilize keratoconus and corneal protrusion (eg for insertion of
  • lenses In addition to plane-parallel applanation lenses, lenses (or contact lenses in general) with spherically, aspherically or otherwise curved surfaces have become known in the state of the art, which equally permit z-referencing.
  • the deformation of the eye when placing the lens can be reduced. This is advantageous in that the intraocular pressure is not increased as much as in the case of an impressed applanation lens with a flat underside.
  • the curved lens surfaces deteriorate the focusability of the laser radiation.
  • suction rings are usually used in the prior art, which are sucked by means of negative pressure to the sclera of the eye and surrounding the cornea annular.
  • Either the applanation lens is integrated into the suction ring, as for example in FIG. 4C of the above-mentioned US 5,549,632 shown. Or it is the applanation lens part of a separate component, which is coupled to the suction ring, see for example Fig.
  • the three-piece construction according to WO 03/002008 A1 with a suction ring, a clamping pliers and a conical body carrying the applanation lens allows an independent pre-approaching the processing optics of the laser device and the patient's eye to close to each other.
  • the suction ring sits already on the eye, while the cone is already attached to the processing optics. If the processing optics and the patient's eye are brought close enough to each other, the clamping forceps are used, which produces the mechanical coupling between the cone and the suction ring.
  • an applanation lens or more generally a contact lens, of whatever shape, is pressed onto the eye in the course of the coupling of the eye to the processing optics, to such an extent that the Fits the eye to the contact glass in the area required for subsequent processing.
  • This pressure of the contact glass on the eye is regularly with pressure surges connected, which can be perceived by the patient as unpleasant.
  • the eye is squeezed and can be damaged under certain circumstances, especially because the tensile, compressive and shear forces are not exactly predictable.
  • the object of the invention is to enable a gentler coupling of an eye to a laser device.
  • the interface unit and the stabilization component are initially approximated until they reach a predetermined first relative position.
  • This relative approach can be done for example by means of motor drive means or by hand.
  • the evacuation of a suction chamber formed between the interface unit and the stabilizing component, but also partially bounded by the surface of the fabric begins.
  • the evacuation of the suction chamber as a result, provides for a mutual suction of the interface unit and the stabilizing component, which holds them together.
  • the negative pressure also acts on parts of the tissue surface. This is used according to the invention in order to suck the tissue against a tissue contact surface formed by the interface unit, so that there takes place a flat fitting of the tissue against the tissue contact surface.
  • the tissue abutment surface In the first relative position of the interface unit and the stabilization component, before the evacuation of the suction chamber is started, in one embodiment of the invention, there is still no contact between the tissue and the tissue abutment surface. According to an alternative embodiment, such a contact may already exist, but this is significantly increased by the evacuation of the suction chamber.
  • the geometry of the interface unit and the Stabilization component and the strength of the negative pressure generated in the suction chamber are such that after evacuation, the tissue in a region on the tissue abutment surface, which is at least as large as the extent of the intended treatment area, but at the beginning of the evacuation is still significantly smaller than this treatment area is.
  • the evacuation of the suction chamber causes the area of contact between the tissue and the tissue engaging surface to be increased at least one-and-a-half times, preferably at least twice, and most preferably several times.
  • the evacuation of the suction chamber should increase the diameter of the contact area by at least 30 percent, preferably at least 50 percent, more preferably at least 70 Percent and most preferably by at least 90 percent.
  • the invention does not rely solely on the leveling or other shaping of the tissue to be treated by pressing a contact element on the tissue, but on the generation of a suction effect on the relevant parts of the tissue surface, through which Tissue is sucked against the tissue abutment surface.
  • This fundamentally different mode of action makes it possible to avoid pressure surges and bruises, such as are unavoidable when completely pressing on a contact element, or at least to greatly reduce them-if a certain small-area contact between tissue and tissue contact surface already exists at the beginning of the evacuation. There are no or at least only to a very small extent uncontrolled forces (not even temporarily). Because the suction force, which is defined by the amount of negative pressure and is reproducibly adjustable, acts vertically away from the tissue surface, no lateral shear forces occur that could easily lead to epithelial damage to the eye.
  • a further advantage of the solution according to the invention consists in the problem-free decoupling of the interface unit from the stabilization component in the case of complications or a panic reaction of the patient.
  • the aspiration of the cornea to the abutment surface of the interface unit increases, if at all, only slightly the internal pressure of the eye. This makes the operation more comfortable for the patient.
  • the relative approximation of the interface unit to the stabilization component can take place in a direction along the first relative position, a further relative approach of the interface unit and the stabilization component is possible in particular until a state of mutual attack. That is, the first relative approximation of the interface unit and the stabilization component is stopped even before both are maximally approximated. Accordingly, in one possible embodiment, in the first relative position, there may still be a certain distance between the interface unit and the stabilization component in the direction of the approach movement.
  • this distance can be reduced, namely in such a way that the evacuation of the suction chamber causes a relative movement of the interface unit and the stabilizing component in a second relative position in which they are closer to each other than in the first relative position.
  • this further relative approach of the interface unit and the stabilization component beyond the first relative position is effected solely by the negative pressure prevailing in the suction chamber and not by an external motor or manual force acting on the interface unit and / or the stabilization component.
  • the negative pressure in the suction chamber causes a mutual attraction of the interface unit and the stabilizing component in a stop position in which no further approximation is possible.
  • the relative movement path of the interface unit and the stabilizing component between the first and the second relative position is expediently comparatively small and is preferably not more than 1 mm.
  • a further approximation of the interface unit and the stabilization component is effected by significantly less than one millimeter, for example by only two or three tenths of a millimeter.
  • a proportion of the increase in the contact area between the tissue and the tissue contact surface due to the relative approximation of the interface unit and the stabilization component from the first to the second relative position be small, in particular negligibly small, compared to the suction of the tissue attributed to the tissue abutment surface Share is.
  • the mere approach of the interface unit and the stabilization component to the second relative position should not in itself cause a significant increase in the area of contact between the tissue and the tissue abutment surface. This can be ensured, for example, by virtue of the fact that the movement path between first and second relative position is only a fraction of a millimeter.
  • the invention is particularly suitable for an automated process sequence in which at least parts of the coupling process run automatically.
  • the reaching of the first relative position can be sensed and the evacuation of the suction chamber can be effected automatically, in particular program-controlled, in response to the detection of the first relative position.
  • the relative approach of the interface unit to the stabilization component can be effected by operating a motor drive device and the operation of the drive device can be stopped automatically, in particular program-controlled, in response to a sensory detection of the first relative position.
  • a device as defined in claim 9 for cutting a tissue part of an eye by means of focused laser radiation is provided for solving the above-mentioned object, said device being particularly suitable for carrying out the method of the type described above.
  • a contact glass here is any transparent contact element understood that serves for forming system through the eye surface.
  • the word component "glass” should not be understood as an indication of a particular glass material of the contact glass; instead, he alone should clarify the transparency for the laser radiation.
  • a glass material for the contact glass can often be used in practice, it is also conceivable to manufacture the contact glass from a plastic material.
  • the contact glass is designed as a plane-parallel applanation lens, thus has on its side facing the eye as well as on its side facing away from the eye each a flat lens surface. It is of course not excluded in the context of the invention, to carry out the contact glass with non-planar main pages.
  • the sensor system may, for example, comprise a proximity sensor, which may be e.g. can be designed as a Hall sensor, as an optical sensor or as a reed switch. It is also conceivable to provide an optical sensor in the manner of a light barrier in order to detect the achievement of the predetermined first relative position of the interface unit and the suction ring unit. Moreover, it is conceivable to provide a pressure or force sensor which measures a counter-pressure acting on the interface unit from the eye or from the suction ring unit.
  • the sensor system can also include a switch which, at a specific deflection of the optics, shifts from a normal position which it experiences when the interface unit coupled to the optics meets the eye surface or the suction ring unit and experiences such a back pressure.
  • the suction ring unit is an example of a stabilizing component according to the invention; It stabilizes and fixes the eye. It may form an annular circumferential first sealing surface, with which it can be applied to seal the first suction chamber to the ocular surface, wherein the evacuation of the first suction causes the eye to abut against the contact glass in a region which approximates the area enclosed by the first sealing surface equivalent. Via the diameter or the cross-sectional size of the area enclosed by the first sealing surface, the size of the contact area between the eye and the contact glass can be determined.
  • the first sealing surface separates the first suction chamber from a completely enclosed between the suction ring unit and the eye surface, with the first suction chamber unconnected and independent of this evacuable second suction chamber.
  • the second suction chamber serves for suction of the suction ring unit to the sclera of the eye.
  • the first sealing surface on the inner edge of a projecting towards the ring center, radially or obliquely directed to the radial annular projection of the suction ring unit may be formed, for example, of an attached to this annular projection ring seal.
  • the contact glass has no contact with the ocular surface.
  • the contact glass in the first relative position prior to evacuation of the first suction chamber, there is already a comparatively small area contact between the eye surface and the contact glass.
  • the first suction chamber may extend axially beyond the contact glass in the direction away from the eye.
  • the suction ring assembly forms an insertion funnel axially opening away from the eye, the interface unit having a cone portion for axial insertion into the insertion funnel.
  • the cooperation of the insertion funnel and the cone section allows a precise centering of the interface unit relative to the suction ring unit.
  • an axial length of the suction ring unit is achieved by the insertion funnel, which ensures that not accidentally the eyelashes of the eye can interfere between the suction ring unit and the interface unit.
  • the insertion funnel and the cone section form cooperating second sealing surfaces for sealing the first suction chamber.
  • the insertion funnel and / or the cone section may have a circumferential groove into which a sealing ring is inserted.
  • a sealing effect can also be achieved without a separate sealing element, in particular if the insertion funnel and the cone section have sufficiently smooth surfaces which come into abutment with one another and can thus envisage the first suction chamber.
  • the interface unit may be a trained for coupling with the Saugringech, the contact glass bearing glass holder and a separate from the contact glass holder, fixed, but interchangeable with this adapter connectable include, which is designed with coupling formations for coupling to a focusing optics of the laser radiation providing laser device.
  • the division of the interface unit into a contact glass holder and an adapter is advantageous in that the entire interface unit does not have to be reprocessed or even thrown away after an operation. Instead, the adapter can be readily reused, optionally after prior sterilization.
  • the contact glass holder with the contact glass may be a disposable item.
  • the contact glass holder and the adapter can be designed, for example, with threaded means which allow a screw connection of the contact glass holder and the adapter.
  • a cone-shaped sleeve body is used, the sleeve jacket is made of solid material or has openings for weight savings.
  • the (human) eye to be treated is designated 10.
  • the cornea of the eye 10 is shown at 12, while the sclera (dermis) is labeled 14.
  • one or more sections are to be introduced by means of pulsed laser radiation with pulse durations in the femtosecond range.
  • the one for this necessary laser radiation is provided by a laser source, not shown.
  • the wavelength of the treatment radiation irradiated into the eye 10 is in the low-infrared range.
  • a Yb laser radiating at 1030 nm can be used.
  • the eye 10 is first to be coupled to the laser device equipped with the laser source in order to be able to position the beam focus precisely in the z direction in the cornea.
  • a suction ring unit 16 is first placed in a conventional manner on the eye 10 and fixed by vacuum on the eye 10.
  • the suction ring unit 16 stabilizes and fixes the eye 10. It has an actual suction ring forming the lower part 18, a subsequent to the lower part 18, integrally with this insertion funnel 20 and a ring axis 22.
  • the lower part 18 forms two respectively for abutment with the sclera 14 certain, annular peripheral sealing surfaces 24, 26, which define an associated with an evacuation channel 28, annular circumferential suction chamber 30 between them.
  • the sealing surfaces 24, 26 may be formed, for example, each of a separate, attached to the lower part 18 sealing element.
  • a corresponding annular groove is formed at the inner facing wall of the lower part 18 facing the inner side - designated 32.
  • the suction chamber 30 is limited exclusively between the suction ring unit 16 and the sclera 14. By evacuating the suction chamber 30, the suction ring unit 16 sucks on the eye 10 firmly.
  • the evacuation channel 28 is connected to a vacuum source not shown in detail in the form of an evacuation pump.
  • Saugringmaschine 16 Mechanical counterpart to the thus fixed on the eye 10 Saugringmaschine 16 is an interface unit generally designated 34, which in a manner not shown fixed, but releasably coupled with a focusing optics of said laser device.
  • the interface unit 34 is movable together with the focusing optics along a horizontal direction indicated by a horizontal arrow 36 and a vertical direction indicated by a vertical arrow 38 relative to the patient and the suction ring unit 16 attached thereto.
  • the mobility of the interface unit 34 can be effected at least partially by motor, for example by means of an electromotive drive.
  • An at least partially manual mobility of the interface unit 34 relative to the suction ring unit 16 is conceivable.
  • the interface unit 34 is cone-shaped, wherein at its wider conical end (in the FIGS. 1a-1e overhead) is designed for coupling with the focusing optics and at its narrower cone end a trained in the example shown as a plane-parallel applanation lens contact glass 40 carries.
  • the interface unit 34 In a first phase of the coupling operation of the eye 10 to the laser device, the interface unit 34 is moved relative to the suction ring unit 16 in the direction of arrow 36 in a position in which it is axially above the insertion funnel 20, so that the interface unit 34 then by axial lowering in the Insertion funnel 20 can dip.
  • the phase of immersing the interface unit 34 in the insertion funnel 20 of the suction ring unit 16 is in Fig. 1b shown.
  • the applanation lens 40 approaches the eye 10; at the same time, the radial air gap between the insertion funnel 20 and the interface unit 34 becomes smaller.
  • the conically extending inner peripheral shell of the insertion funnel 20 and the equally conical outer circumferential jacket of the interface unit 34 each support or form a sealing surface.
  • these cooperating sealing surfaces come into abutment with each other and in this state seal a further suction chamber 42.
  • the further suction chamber 42 is formed between the suction ring unit 16, the interface unit 34 and the surface of the eye 10.
  • the lower boundary of the suction chamber 42 is the sealing surface 26, which accordingly seals both suction chambers 30, 42 at the same time. It is understood that, alternatively, a separate ring sealing surface separate from the sealing surface 26 may be formed on the suction ring unit 16, which serves to seal the suction chamber 42.
  • the effective between the suction ring unit 16 and the interface unit 34 sealing surfaces are formed in the example shown by an attached to the insertion hopper 20 ring seal 44 and the ring seal 44 in the immersed state opposite part of the outer peripheral surface of the interface unit 34.
  • This acting as a sealing surface portion of the outer circumferential shell of the interface unit 34 is in FIG. 1a denoted by 46.
  • the ring seal 44 may be, for example, a lip seal or an O-ring. It is understood that, alternatively, such a ring seal may be provided on the interface unit 34. It is also conceivable to dispense with a separate sealing element, provided that the outer surface of the interface unit 34 and the inner surface of the insertion funnel 20 are sufficiently smooth and come to lie sufficiently close to each other.
  • the lowering of the interface unit 34 in the direction of arrow 38 stops at a predetermined axial relative position in which the interface unit 34 still has some axial distance from the suction ring unit 16, that is not yet deeply immersed in the insertion funnel.
  • the stop of the lowering movement is in Fig. 1c indicated schematically by a transverse bar 48.
  • the stop position of the interface unit 34 on the one hand, there is still a radial gap between the insertion funnel 20 and the interface unit 34, on the other hand, no significant leveling of the eye by the applanation plate 40 has yet occurred.
  • the size of the air gap between insertion funnel 20 and interface unit 34 when reaching the stop position is less than 0.5 mm up to not more than 0.1 mm.
  • the Fig. 1c In the stop position of the interface unit 34, there is no contact whatsoever between the applanation plate 40 and the eye 10; instead, the applanation plate 40 is located at a small axial distance above the cornea 12 of the eye 10. Alternatively, in the stop position, there may also be a slight contact between the applanation plate 40 and the eye; the area of the contact area is then considerably smaller than the applanation area required for later treatment. For example, the desired flattening range of the eye may have a diameter between about 10 and 11 mm. If in the stop position according to Fig.
  • the diameter of the contact region on the other hand, will preferably be only a few millimeters at most, for example only about 2 or 3 mm. In any case, any contact between applanation plate 40 and eye 10 that is approximately in the stop position is so weak that no significant increase in intraocular pressure is caused by the contact.
  • the stop position of the interface unit 40 is detected by a sensor element 50 arranged on the suction ring unit 16, more precisely on the insertion funnel 20, which may be, for example, a Hall sensor designed as a proximity sensor.
  • the sensor element 50 is suitably positioned to then deliver a corresponding sensor signal when the interface unit 34 reaches the predetermined stop position.
  • the suction chamber 42 extends into the remaining between the insertion funnel 20 and the interface unit 34 annular gap.
  • the sealing element 44 may already in sealing system on the conical outer circumferential shell of Interface unit 34 may be. But it is also possible that in the stop position is not given a complete seal of the suction chamber 42.
  • the suction chamber 42 either extends completely between the applanation plate 40 and the eye 10 or surrounds the existing contact area.
  • the suction chamber 42 is connected to a further evacuation channel 52 which, like the evacuation channel 28, is formed on the suction ring unit 16 and can also be connected to an evacuation pump (not shown in more detail) serving as a vacuum source.
  • a further evacuation channel 52 which, like the evacuation channel 28, is formed on the suction ring unit 16 and can also be connected to an evacuation pump (not shown in more detail) serving as a vacuum source.
  • the two suction chambers 30, 42 are independently evacuated.
  • two separate, independently operable evacuation pumps can be provided. It is alternatively conceivable to provide a single evacuation pump and to supply the two suction chambers 30, 42 individually with negative pressure by suitably controllable valve means.
  • the suction chamber 42 is evacuated.
  • the increasing negative pressure in the suction chamber 42 causes a suction of the ocular surface to the (eye facing) underside of the applanation plate 40.
  • the interface unit 34 is drawn deeper into the insertion funnel 20 of the suction ring unit 16 by the suction effect until it finally reaches a maximum deep immersion position.
  • This further lowering of the interface unit 34 is effected solely by the suction effect of the vacuum prevailing in the suction chamber 42; any motor or manual power assistance no longer takes place in this phase of the coupling process.
  • the extent of this further lowering movement of the interface unit 34 is comparatively small; For example, the interface unit 34 is sucked in suction force only a few tenths of a millimeter deeper into the insertion funnel 20.
  • the magnitude of the negative pressure created in the suction chamber 42 is chosen to be sufficiently high to level the eye 10 in the area desired for the treatment, ie to applanate to the plate 40 by suction.
  • the increase in contact brought about by the pulling in of the interface unit 40 into the insertion funnel 20 is in any case small and preferably even negligible with respect to the increase in contact area caused as a result of the aspiration of the cornea.
  • a negative pressure between 200 and 600 mm Hg are generated, preferably between 400 and 500 mm Hg.
  • FIG Fig. 1d The applanated state in which the suction chamber 42 is evacuated to the desired level is in FIG Fig. 1d shown.
  • the desired treatment of the eye 10 can take place, for example the generation of a flap in the context of an Fs-LASIK treatment.
  • FIG. 1d Should it be in the state according to Fig. 1d Give problems, such as the patient panic, can be achieved by ventilation of the suction chamber 42, a rapid decoupling of the interface unit 34 of the suction ring unit 16. This situation is in Fig. 1e shown.
  • a downwardly directed arrow 54 illustrates the instantaneous detachment of the eye 10 from the applanation plate 40. Because of the lack of suction, the interface unit 34 can then escape axially upwards out of the insertion funnel 20. This is illustrated by an upward arrow 56.
  • the fixation of the suction ring unit 16 on the eye can already cause an increase of the intraocular pressure by about 60 to 100 mm Hg.
  • normal internal pressures of the human eye without touching are usually between about 15 and 20 mm Hg.
  • FIG. 2 schematically shows components of a laser device, with the previously using the FIGS. 1a-1e described method can be performed. Same or equivalent components as in the FIGS. 1a-1e are denoted by the same reference numerals. To avoid repetition, reference is made to the preceding comments on these components.
  • the laser device comprises a laser source 60 for pulsed laser radiation with pulse durations in the femtosecond range.
  • the interface unit 34 is detachably coupled.
  • the deflecting mirrors 64, 66 are each arranged tiltably and allow a deflection of the laser beam 62 in a xy plane normal to the beam longitudinal direction (z-direction).
  • the focusing optics 70 or at least one lens contained therein can be adjustable in the beam longitudinal direction under the control of the control device 72.
  • a lens of an in Fig. 2 not shown arranged between the laser source 60 and the deflecting mirrors 64, 66 arranged beam widening optics adjustable in the beam longitudinal direction, in particular an input-side diverging lens of such a beam widening optics.
  • the focusing optics 70 is suspended weight-compensated on a holder 78.
  • the bracket 78 is in Fig. 2 strongly indicated schematically by two vertical sides drawn on both sides of the focusing optics 70 vertical lines.
  • the weight compensation of the focusing optics 70 is indicated schematically by a counterweight 80, which is connected via a cable / roller arrangement 82 with the focusing optics 70 and exerts a force counteracting their weight counteracting force on the focusing optics 70.
  • a rope / roller arrangement is only one example of the connection of a counterweight to the focusing optics.
  • a Lever system can be used.
  • Another possible embodiment is in US 5,336,215 shown where a spring system is used to mount a focusing optics.
  • the focusing optics 70 can be lowered together with the holder 78 by a motor, preferably electromotive drive unit 84 in the vertical direction into the insertion funnel 20 of the seated on the eye 10 suction ring unit 16, as indicated by the directional arrow 38.
  • the focusing optics 70 is not rigidly connected to the holder 78, but has over the bracket 78 a certain deflectability against the lowering 38 upwards. Because of the weight compensation of the focusing optics 70, a deflection of the same relative to the holder is already possible by an extremely small force. The moment in which the applanation plate 40 comes into contact with the eye and experiences a counterpressure from the eye can therefore already lead to a deflection of the focusing optics 70 relative to the holder 78.
  • This deflection is detected by means of a limit switch 86 (alternatively, for example, counter force switch) fixedly mounted relative to the holder 78, which supplies its switching signal to the control device 72.
  • the switching of the limit switch 86 thus signals the control device 72 to reach the predetermined relative position between the interface unit 34 and the suction ring unit 16 (for example touching the insertion funnel 20 by the interface unit 34) in which the further motor lowering movement of the focusing optics 70 is to be stopped.
  • the controller 72 controls the drive unit 84 in the sense of an operation stop.
  • the previous lowering of the focusing optics 70 by the drive unit 84 can also be controlled by the control device 72 in accordance with the control program 74;
  • the operator manually initializes the lowering movement by means of a joystick connected to the control device 72, whereby upon reaching the mentioned predetermined relative position between interface unit 34 and suction ring unit 16, the control device 72 cancels the priority of the joystick and automatically stops the operation of the drive unit 84 ,
  • the laser device according to Fig. 2 moreover comprises two evacuation pumps 88, 90, which are connected via suitable hose lines to each one formed on the suction ring 16 connecting piece 92 and 94, respectively.
  • the evacuation pump 88 thus serves to evacuate the suction chamber 30.
  • the evacuation pump 90 for evacuating the suction chamber 42 of FIGS. 1a-1e serves.
  • At least the evacuation pump 90 is in the illustrated example according to Fig. 2 controlled by the control device 72, namely in response to the switching of the limit switch 86.
  • the switching of the limit switch 86 can not be triggered only by a deflection of the focusing optics 70 as a result of contact with the eye.
  • the counter-pressure required for this purpose can also be generated by a ring seal (eg lip seal) attached to the insertion funnel 20 or the interface unit 34, for example the one in the Fig. 1a-1e shown ring seal 44th
  • the evacuation pump 88 may be controlled by the controller 72.
  • the controller 72 it is also conceivable that at least the seizing of the suction ring unit 16 to the eye 10 by manual actuation of the evacuation pump 88 is effected by the operating doctor.
  • Such manual switch-on and switch-off is not excluded for the rest of the pump 90.
  • at least manual deactivation of the evacuation pump 90 should be possible for the operating physician.
  • the lower part 18a of the suction ring unit 16a has in the embodiment of Fig. 3-5 an annular disc-shaped sealing and separating plate 96a projecting radially towards the center of the ring, which immediately forms the sealing surface 26a on its inner edge or carries a sealing ring forming the sealing surface 26a.
  • the sealing and separating plate 96a separates the two suction chambers 30a, 42a from each other. It can be seen that the applanation plate 40a radially over the sealing and separating plate 96a extends and that the suction chamber 42a extends into the area between the applanation plate 40a and the sealing and separating plate 96a.
  • the axial distance between the facing bottom of the applanation plate 40a and the top of the seal and partition plate 96a is about 0.7 mm, for example.
  • a measure has been found to be useful for this distance, which should not be less than 0.4 mm to avoid unwanted pressure effects of Applanationsplatte on the eye, but at the same time not greater than 1.2 mm to the eye in a sufficient suck large contact area to the applanation plate 40a and thereby be able to lenben.
  • the said axial distance is in Fig. 5 identified with a.
  • said distance may be at least in the edge region of the plate 40a may also be up to 0.1 mm small.
  • the evacuation of the suction chamber 42a can cause the interface unit 34a to be sucked deeper into the insertion funnel 20a of the suction ring unit 16a by a comparatively small axial dimension.
  • the distance a is larger by this amount than in the evacuated state according to FIGS Fig. 3 and 5 ,
  • the suction chamber 42a extends laterally outboard past the lower cone end of the interface unit 34a, axially up to a region axially above the applanation plate 40a.
  • This axial point is in Fig. 5 denoted by P.
  • a circumferential annular groove 100a is formed, which serves to receive a sealing element not shown here, with the inner funnel surface of the insertion funnel 20a for Seal the suction chamber 42a cooperates.
  • the interface unit 34a can be made in two parts and comprises a conical sleeve 102a holding the applanation plate 40a and an adapter cone 104a detachably connected to the conical sleeve 102a, for example by a screw connection, as indicated at 106a.
  • the conical sleeve 102a dips into the insertion funnel 20a; the adapter cone 104a always remains axially outside of the suction ring unit 16a.
  • the wall of the adapter cone 104a penetrated by a plurality of openings 108a in order to save weight.
  • the conical sleeve 102a is designed as a solid jacket body.
  • the adapter cone 104a is designed for detachable coupling (for example in the form of an axial clamping coupling) with the focusing optics of the laser device.
  • the adapter cone 104a has for this purpose serving as a clamping flange, radially projecting annular collar 110a.
  • a dot-dash line 112a in Fig. 5 Figure 10 illustrates an exemplary sectional shape as may be applied in the cornea of the eye 10a by means of suitably space and time controlled laser pulses. It is understood that a variety of other cuts are possible depending on the desired treatment.

Description

  • Die Erfindung befasst sich allgemein mit der Herstellung einer mechanischen Kopplung zwischen einem biologischen Gewebe und einer Lasereinrichtung, deren Laserstrahlung zur Behandlung des Gewebes genutzt wird. Im speziellen befasst sich die Erfindung mit der Ankopplung einer Lasereinrichtung an ein Auge, insbesondere ein menschliches Auges, um mit der Laserstrahlung einen oder mehrere Schnitte in das Auge einzubringen.
  • Für eine gezielte Wirkung der Laserstrahlung ist eine präzise Lokalisierung des Strahlfokus relativ zu dem zu behandelnden Gewebe unerlässlich. Insbesondere für die Erzeugung von Schnitten im Gewebe wird häufig ein verhältnismäßig kleiner Strahlfokus angestrebt, um die Schnittdicke gering zu halten. Entsprechend präzise muss dann auch die Positionierung des Strahlfokus sein. Dies gilt insbesondere für die Einbringung von Schnitten in Augengewebe, wie sie beispielsweise im Rahmen der sogenannten Fs-LASIK vorkommen. LASIK steht für Laser In-situ Keratomileusis und bezeichnet eine Technik zur Behandlung von Fehlsichtigkeiten, bei der zunächst aus dem vorderen Bereich der Kornea ein Deckelscheibchen (in der Fachwelt regelmäßig als Flap bezeichnet) herausgeschnitten wird, das zum Teil noch mit der Kornea verbunden bleibt, so dass es für eine anschließende Ablation von darunter liegendem Korneagewebe mittels Laserstrahlung zur Seite geklappt werden kann. Nach Durchführung der Ablation (Gewebeabtrag) wird der Flap zurückgeklappt und es erfolgt eine relative schnelle Heilung unter weitgehender Unversehrtheit der Korneaoberfläche.
  • Für die Erzeugung des Flaps verwendet eine bisher gängige Technik einen mechanischen Schneidhobel (Mikrokeratom), welcher mit einer schnell oszillierenden Schneide von der Seite her in die Kornea einschneidet. Es wird seit einiger Zeit auch an Systemen gearbeitet, die eine Flaperzeugung mittels fokussierter Laserstrahlung mit Pulsdauern im Femtosekundenbereich gestatten. Daher der Name Femtosekunden- oder Fs-LASIK. Die Strahlung wird dabei unter der Vorderfläche der Kornea im Inneren des Gewebes fokussiert und die Fokuspunkte werden in der gewünschten Fläche so positioniert, dass im Ergebnis ein Flap aus der Kornea herausgeschnitten wird.
  • Gewebeschnitte im Auge werden aber nicht nur bei der Fs-LASIK benötigt, sondern auch bei anderen Indikationen, etwa bei der Keratoplastik (z.B. anteriore oder posteriore lamellare Keratoplastik, penetrierende Keratoplastik bei Hornhauttransplantationen), der Fs-Lentikel-Extraktion zur Refraktionskorrektur, beim Schneiden von interkornealen Ringsegmenten zur Stabilisierung von Keratokonus und Hornhautvorwölbung (z.B. für das Einsetzen von Intacs, d.h. kleinen implantierten Ringsegmenten zur biomechanischen Stabilisierung der Hornhaut), bei Kataraktinzisionen, bei Presbyopie-Schnitten in der Augenlinse, bei intrastromalen Inlays, bei der Keratomie für Astigmatismen, bei der kornealen Resektion und dgl.
  • Es ist im Stand der Technik bekannt (siehe z.B. US 5,549,632 , WO 03/002008 A1 ), bei Augenlasereinrichtungen eine planparallele Applanationslinse auf die Kornea aufzudrücken. Durch das Aufdrücken der Applanationslinse verformt sich das Auge und schmiegt sich flächig an die augenzugewandte Unterseite der Applanationslinse an. Der Strahlfokus der Laserstrahlung ist in z-Richtung gegenüber der Applanationslinse referenziert (mit z-Richtung ist hierbei die Strahllängsrichtung gemeint). Durch das Anliegen des Auges an der Applanationslinse ist ein fester z-Bezug zwischen Auge und Linse gegeben, was eine präzise z-Positionierung des Strahlfokus in beliebigen Regionen in der Kornea oder anderen Gewebestrukturen in der Tiefe des Auges gestattet.
  • Neben planparallelen Applanationslinsen sind im Stand der Technik auch Linsen (oder allgemein Kontaktgläser) mit sphärisch, asphärisch oder anderweitig gekrümmten Flächen bekannt geworden, die gleichermaßen eine z-Referenzierung ermöglichen. Durch geeignet konkave Gestaltung der augenzugewandten Linsenunterseite kann die Verformung des Auges beim Aufsetzen der Linse verringert werden. Dies ist insofern vorteilhaft, als sich der Augeninnendruck nicht so sehr erhöht wie bei einer aufgedrückten Applanationslinse mit planer Unterseite. Allerdings verschlechtern die gekrümmten Linsenflächen die Fokussierbarkeit der Laserstrahlung.
  • Um das Auge des Patienten in fester Distanz zur Fokussieroptik der Lasereinrichtung zu halten, werden im Stand der Technik in der Regel Saugringe verwendet, welche mittels Unterdruck an die Sclera des Auges angesaugt werden und die Kornea ringförmig umgeben. Entweder ist die Applanationslinse dabei in den Saugring integriert, wie beispielsweise in Fig. 4C der oben erwähnten US 5,549,632 gezeigt. Oder es ist die Applanationslinse Teil einer gesonderten Komponente, welche mit dem Saugring gekoppelt wird, siehe beispielsweise Fig. 7 von WO 03/002008 A1 , wo die Applanationslinse fest an einem Kegelkörper angebracht ist, der im Bereich seiner Kegelbasis zur Ankopplung an die Fokussieroptik einer Lasereinrichtung ausgeführt ist und an seinem schmalen Kegelende mittels einer gesonderten Klemmzange in feste Kopplung mit dem Saugring gebracht werden kann. Aus US 2007/0093795 A1 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Positionierung eines Patientenauges gegenüber einem Lasergerät bekannt wobei die Vorrichtung einen Saugring_ sowie eine von diesem gesondert ausgebildete in dem Dokument als Patienteninterface bezeichnete Komponente umfasst die ein Kontaktelement mit einer konkaven Anlagefläche für das Auge aufweist und durch Saugkraft an einer Ausrichtkomponente des Lasergeräts fixierbar ist.
  • Die dreiteilige Konstruktion gemäß WO 03/002008 A1 mit einem Saugring, einer Klemmzange und einem die Applanationslinse tragenden Kegelkörper gestattet eine voneinander unabhängige Heranführung der Bearbeitungsoptik der Lasereinrichtung und des Patientenauges bis nahe aneinander. Der Saugring sitzt dabei schon auf dem Auge, während der Kegel schon an der Bearbeitungsoptik angebracht ist. Sind die Bearbeitungsoptik und das Patientenauge nahe genug aneinander herangebracht, kommt die Klemmzange zum Einsatz, welche die mechanische Kopplung zwischen dem Kegel und dem Saugring herstellt.
  • Es ist leicht nachvollziehbar, dass die mechanische Fixierung des Auges gegenüber der Bearbeitungsoptik mittels der Klemmzange eine kritische Phase der Operationsvorbereitung ist. Die dabei wirkenden Druck- und Scherkräfte dürfen am Patientenauge nicht zu Verletzungen führen oder durch ungenaue Positionierung der beteiligten mechanischen Komponenten zueinander eine übermäßige und möglicherweise gefährliche Erhöhung des Augeninnendrucks bewirken. Tritt über einen längeren Zeitraum ein erhöhter Augeninnendruck auf, kann dies unter Umständen zu einer Schädigung des Sehnervs führen. Selbst wenn es möglich ist, die Optik mittels eines Steuerknüppels (Joystick) mehr oder weniger präzise zu positionieren, ist der Kegel dennoch starr mit der Optik verbunden, weswegen der letztendlich herbeigeführte mechanische Kontakt zum Auge und die damit verbundene Einebnung des Auges starr bleiben. Die hierbei auf das Auge ausgeübten Kräfte, und zwar sowohl die beim Vorgang der Ankopplung auftretenden Kräfte als auch die nach erfolgter Applanation wirkenden Kräfte, sind kaum vorhersehbar und können von Patient zu Patient unterschiedlich sein.
  • Insgesamt ist für zahlreiche im Stand der Technik bekannte Lösungen charakteristisch, dass eine Applanationslinse, oder allgemeiner ausgedrückt, ein Kontaktglas, gleich welcher Form, im Zuge der Ankopplung des Auges an die Bearbeitungsoptik auf das Auge aufgedrückt wird, und zwar so stark, dass sich das Auge in dem für die nachfolgende Bearbeitung erforderlichen Bereich an das Kontaktglas anschmiegt. Dieses Aufdrücken des Kontaktglases auf das Auge ist regelmäßig mit Druckstößen verbunden, die vom Patienten als unangenehm empfunden werden können. Das Auge wird dabei gequetscht und kann unter Umständen Schaden nehmen, insbesondere weil die auftretenden Zug-, Druck- und Scherkräfte nicht genau vorherbestimmbar sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine schonendere Ankopplung eines Auges, an eine Lasereinrichtung zu ermöglichen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist das in Anspruch 1 definierte Verfahren vorgesehen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die Schnittstelleneinheit und die Stabilisierungskomponente zunächst einander angenähert, bis sie eine vorgegebene erste Relativstellung erreichen. Diese relative Annäherung kann beispielsweise mittels motorischer Antriebsmittel oder händisch erfolgen. Sobald die erste Relativstellung erreicht ist, beginnt die Evakuierung einer Saugkammer, welche zwischen der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente gebildet ist, aber auch zum Teil von der Oberfläche des Gewebes begrenzt ist. Die Evakuierung der Saugkammer sorgt infolgedessen für ein gegenseitiges Ansaugen der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente, was diese aneinander hält. Der Unterdruck wirkt aber auch auf Teile der Gewebeoberfläche. Dies wird erfindungsgemäß genutzt, um das Gewebe gegen eine von der Schnittstelleneinheit gebildete Gewebeanlagefläche zu saugen, so dass dort eine flächige Anschmiegung des Gewebes an die Gewebeanlagefläche stattfindet. In der ersten Relativstellung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente, bevor die Evakuierung der Saugkammer begonnen wird, besteht bei einer Ausgestaltung der Erfindung noch kein Kontakt zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann schon ein solcher Kontakt bestehen, der jedoch durch die Evakuierung der Saugkammer signifikant vergrößert wird. Die Geometrie der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente sowie die Stärke des in der Saugkammer erzeugten Unterdrucks sind derart, dass nach erfolgter Evakuierung das Gewebe in einem Bereich an der Gewebeanlagefläche anliegt, der mindestens so groß wie die Ausdehnung des beabsichtigten Behandlungsbereichs ist, jedoch zu Beginn der Evakuierung noch signifikant kleiner als dieser Behandlungsbereich ist.
  • Insbesondere bewirkt die Evakuierung der Saugkammer eine Vergrößerung des Kontaktbereichs zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche auf mindestens das Eineinhalbfache, vorzugsweise auf mindestens das Doppelte, und höchstvorzugsweise um ein Mehrfaches. Im Fall eines näherungsweise kreisscheibenförmigen Kontaktbereichs zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche, wie er beispielsweise im Fall eines Auges regelmäßig vorkommt, sollte die Evakuierung der Saugkammer eine Vergrößerung des Durchmessers des Kontaktbereichs um mindestens 30 Prozent, vorzugsweise um mindestens 50 Prozent, noch bevorzugter um mindestens 70 Prozent und höchstbevorzugt um mindestens 90 Prozent bewirken.
  • Im Unterschied zu bekannten Lösungen auf dem Gebiet der laserchirurgischen Ophthalmologie setzt die Erfindung nicht allein auf die Einebnung oder anderweitige Formung des zu behandelnden Gewebes durch Aufdrücken eines Kontaktelements auf das Gewebe, sondern auf die Erzeugung einer Saugwirkung auf die betreffenden Teile der Gewebeoberfläche, durch die das Gewebe gegen die Gewebeanlagefläche gesogen wird. Diese grundlegend andere Wirkungsweise gestattet es, Druckstöße und Quetschungen, wie sie beim vollständigen Aufdrücken eines Kontaktelements unvermeidbar sind, zu vermeiden oder - sofern zu Beginn der Evakuierung schon ein gewisser kleinflächiger Kontakt zwischen Gewebe und Gewebeanlagefläche vorhanden ist - zumindest stark zu reduzieren. Es treten keine oder zumindest nur in äußerst geringem Maße unkontrollierte Kräfte auf (auch nicht vorübergehend). Weil die Saugkraft, die über die Stärke des Unterdrucks definiert und reproduzierbar einstellbar ist, vertikal von der Gewebeoberfläche weg wirkt, treten keine seitlichen Scherkräfte auf, die beim Auge leicht zu Epithelschädigungen führen könnten.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der problemlosen Abkopplung der Schnittstelleneinheit von der Stabilisierungskomponente im Fall von Komplikationen oder einer Panikreaktion des Patienten. Durch Belüftung der Saugkammer kann die Kopplung zwischen Schnittstelleneinheit und Stabilisierungskomponente und damit zwischen Gewebe und Lasereinrichtung instantan, d.h. ohne Verzögerung, freigegeben werden.
  • Im Fall von Augenbehandlungen wird durch das Ansaugen der Kornea an die Anlagefläche der Schnittstelleneinheit der Innendruck des Auges, wenn überhaupt, nur geringfügig erhöht. Dies lässt die Operation den Patienten als angenehmer empfinden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die relative Annäherung der Schnittstelleneinheit an die Stabilisierungskomponente in einer Richtung erfolgen, längs der über die erste Relativstellung hinaus eine weitere relative Annäherung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente insbesondere bis in einen Zustand wechselseitigen Anschlags möglich ist. Das heißt, die erste relative Annäherung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente wird gestoppt, noch bevor beide maximal einander angenähert sind. In der ersten Relativstellung kann dementsprechend bei einer möglichen Ausführungsform noch ein gewisser Abstand zwischen der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente in Richtung der Annäherungsbewegung vorhanden sein. Durch die anschließende Evakuierung der Saugkammer kann sich dieser Abstand verringern, nämlich in der Weise, dass die Evakuierung der Saugkammer eine relative Bewegung der Schnittstelleneinheit und die Stabilisierungskomponente in eine zweite Relativstellung bewirkt, in der sie stärker einander angenähert sind als in der ersten Relativstellung. Zu beachten ist, dass diese weitere relative Annäherung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente über die erste Relativstellung hinaus allein durch den in der Saugkammer herrschenden Unterdruck bewirkt wird und nicht durch eine externe motorische oder händische Krafteinwirkung auf die Schnittstelleneinheit oder/und die Stabilisierungskomponente. Insbesondere bewirkt der Unterdruck in der Saugkammer eine gegenseitige Anziehung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente in eine Anschlagstellung, in der keine weitere Annäherung mehr möglich ist.
  • Der relative Bewegungsweg der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente zwischen der ersten und der zweiten Relativstellung ist zweckmäßigerweise vergleichsweise gering und beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1 mm. Insbesondere wird durch das Evakuieren der Saugkammer eine weitere Annäherung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente um deutlich weniger als einen Millimeter bewirkt, beispielsweise nur um zwei oder drei Zehntel Millimeter. In jedem Fall empfiehlt es sich, dass ein auf die relative Annäherung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente von der ersten in die zweite Relativstellung zurückzuführender Anteil an der Vergrößerung des Kontaktbereichs zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche klein, insbesondere vernachlässigbar klein im Vergleich zu einem auf das Ansaugen des Gewebes an die Gewebeanlagefläche zurückzuführenden Anteil ist. Anders ausgedrückt, die bloße Annäherung der Schnittstelleneinheit und der Stabilisierungskomponente in die zweite Relativstellung sollte nicht für sich zu einer signifikanten Zunahme des Kontaktbereichs zwischen Gewebe und Gewebeanlagefläche sorgen. Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, dass der Bewegungsweg zwischen erster und zweiter Relativstellung nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere für einen automatisierten Verfahrensablauf, bei dem zumindest Teile des Ankopplungsvorgangs automatisiert ablaufen. Beispielsweise kann das Erreichen der ersten Relativstellung sensorisch erfasst werden und die Evakuierung der Saugkammer automatisch, insbesondere programmgesteuert in Antwort auf die Erfassung der ersten Relativstellung bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die relative Annäherung der Schnittstelleneinheit an die Stabilisierungskomponente durch Betätigung einer motorischen Antriebseinrichtung bewirkt werden und der Betrieb der Antriebseinrichtung automatisch, insbesondere programmgesteuert in Antwort auf eine sensorische Erfassung der ersten Relativstellung gestoppt werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe eine Vorrichtung wie in Anspruch 9 definiert zum Schneiden eines Gewebeteils eines Auges mittels fokussierter Laserstrahlung vorgesehen, wobei diese Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens der vorstehend erläuterten Art geeignet ist. Als Kontaktglas sei hier jegliches transparente Kontaktelement verstanden, das zur formenden Anlage durch die Augenoberfläche dient. Der Wortbestandteil "Glas" soll nicht als Hinweis auf ein bestimmtes Glasmaterial des Kontaktglases verstanden werden; stattdessen soll er allein die Transparenz für die Laserstrahlung verdeutlichen. Auch wenn in der Praxis vielfach ein Glasmaterial für das Kontaktglas Verwendung finden kann, ist es ebenso vorstellbar, das Kontaktglas aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktglas als planparallele Applanationslinse ausgeführt, besitzt also auf seiner augenzugewandten Seite sowie auf seiner augenabgewandten Seite je eine plane Linsenfläche. Es ist im Rahmen der Erfindung freilich nicht grundsätzlich ausgeschlossen, das Kontaktglas mit nichtebenen Hauptseiten auszuführen.
  • Die Sensorik kann beispielsweise einen Näherungssensor umfassen, welcher z.B. als Hall-Sensor, als optischer Sensor oder als Reed-Schalter ausgebildet sein kann. Es ist auch vorstellbar, einen optischen Sensor nach Art einer Lichtschranke vorzusehen, um das Erreichen der vorgegebenen ersten Relativposition der Schnittstelleneinheit und der Saugringeinheit zu detektieren. Darüber hinaus ist es vorstellbar, einen Druck- oder Kraftsensor vorzusehen, welcher einen auf die Schnittstelleneinheit wirkenden Gegendruck vom Auge oder von der Saugringeinheit misst. Bei einer gewichtskompensierten Aufhängung der Bearbeitungsoptik einer die Laserstrahlung bereitstellenden Lasereinrichtung kann die Sensorik auch einen Schalter umfassen, welcher bei einer bestimmten Auslenkung der Optik aus einer Normallage schaltet, die sie erfährt, wenn die mit der Optik gekoppelte Schnittstelleneinheit auf die Augenoberfläche oder die Saugringeinheit trifft und so einen Gegendruck erfährt.
  • Die Saugringeinheit stellt ein Beispiel einer Stabilisierungskomponente im Sinne der Erfindung dar; sie stabilisiert und fixiert das Auge. Sie kann eine ringförmig umlaufende erste Dichtfläche bilden, mit welcher sie zur Abdichtung der ersten Saugkammer an die Augenoberfläche anlegbar ist, wobei die Evakuierung der ersten Saugkammer eine Anlage des Auges an das Kontaktglas in einem Bereich bewirkt, der angenähert der von der ersten Dichtfläche umschlossenen Fläche entspricht. Über den Durchmesser bzw. die Querschnittsgröße des von der ersten Dichtfläche umschlossenen Bereichs kann so die Größe des Kontaktbereichs zwischen Auge und Kontaktglas festgelegt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform trennt die erste Dichtfläche die erste Saugkammer von einer vollständig zwischen der Saugringeinheit und der Augenoberfläche begrenzten, mit der ersten Saugkammer unverbundenen und von dieser unabhängig evakuierbaren zweiten Saugkammer. Die zweite Saugkammer dient zur Ansaugung der Saugringeinheit an die Sclera des Auges. Beispielsweise kann die erste Dichtfläche am Innenrand eines zur Ringmitte hin abstehenden, radial oder schräg zur Radialen gerichteten Ringvorsprungs der Saugringeinheit gebildet sein, etwa von einer an diesem Ringvorsprung angebrachten Ringdichtung.
  • Bei ordnungsgemäß auf das Auge aufgesetzter Saugringeinheit kann in der ersten Relativstellung die erste Saugkammer vor ihrer Evakuierung vollständig an die augenzugewandte Unterseite des Kontaktglases grenzen. Bei einer solchen Ausführungsform hat in der ersten Relativstellung vor Evakuierung der ersten Saugkammer das Kontaktglas keinen Kontakt mit der Augenoberfläche. Wie bereits erläutert, ist es bei alternativen Ausführungsformen möglich, dass in der ersten Relativstellung bereits ein vergleichsweise kleinflächiger Kontakt zwischen der Augenoberfläche und dem Kontaktglas besteht.
  • Die erste Saugkammer kann axial in Richtung von dem Auge weg über das Kontaktglas hinausreichen.
  • Vorzugsweise bildet die Saugringeinheit einen sich in Richtung axial vom Auge weg öffnenden Einführtrichter, wobei die Schnittstelleneinheit einen Konusabschnitt zum axialen Einsetzen in den Einführtrichter aufweist. Das Zusammenwirken des Einführtrichters und des Konusabschnitts gestattet eine präzise Zentrierung der Schnittstelleneinheit relativ zu der Saugringeinheit. Zudem wird durch den Einführtrichter eine axiale Baulänge der Saugringeinheit erreicht, die gewährleistet, dass nicht unbeabsichtigtermaßen die Wimpern des Auges störend zwischen die Saugringeinheit und die Schnittstelleneinheit gelangen können.
  • Zweckmäßigerweise bilden der Einführtrichter und der Konusabschnitt zusammenwirkende zweite Dichtflächen zur Abdichtung der ersten Saugkammer. Dabei kann der Einführtrichter oder/und der Konusabschnitt eine umlaufende Nut besitzen, in welche ein Dichtring eingesetzt ist. Alternativ ist eine Dichtwirkung auch ohne gesondertes Dichtelement erzielbar, insbesondere wenn der Einführtrichter und der Konusabschnitt ausreichend glatte Flächen besitzen, die zur Anlage aneinander kommen und so die erste Saugkammer absichten können.
  • Die Schnittstelleneinheit kann einen zur Kopplung mit der Saugringeinheit ausgebildeten, das Kontaktglas tragenden Kontaktglashalter sowie einen von dem Kontaktglashalter gesonderten, fest, jedoch auswechselbar mit diesem verbindbaren Adapter umfassen, welcher mit Koppelformationen zur Ankopplung an eine Fokussieroptik einer die Laserstrahlung bereitstellenden Lasereinrichtung ausgeführt ist. Die Zweiteilung der Schnittstelleneinheit in einen Kontaktglashalter und einen Adapter ist insofern vorteilhaft, als nicht die gesamte Schnittstelleneinheit nach einer Operation wiederaufbereitet oder gar weggeworfen werden muss. Stattdessen kann der Adapter ohne weiteres wiederverwendet werden, gegebenenfalls nach vorheriger Sterilisierung. Der Kontaktglashalter mit dem Kontaktglas kann dagegen ein Wegwerfartikel sein. Der Kontaktglashalter und der Adapter können beispielsweise mit Gewindemitteln ausgeführt sein, welche eine Schraubverbindung des Kontaktglashalters und des Adapters gestatten. Für den Kontaktglashalter wird ein konusförmiger Hülsenkörper verwendet, dessen Hülsenmantel aus Vollmaterial besteht oder zur Gewichtsersparnis Durchbrechungen besitzt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
    • Fig. 1a-1e
    schematisch aufeinanderfolgende Phasen beim An- und Abkoppeln einer Schnittstelleneinheit an eine auf einem Auge sitzende Saugringeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel einer Lasereinrichtung zur Einbringung von Schnitten in die Hornhaut eines Auges,
    Fig. 3
    einen Axiallängsschnitt durch ein realistisch gezeigtes Ausführungsbeispiel einer Schnittstelleneinheit und einer Saugringeinheit in einem gekoppelten Zustand,
    Fig. 4a und 4b
    Perspektivansichten der Saugringeinheit gemäß Fig. 3, und zwar einmal im Ganzen und einmal hälftig aufgeschnitten, und
    Fig. 5
    einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3.
  • Bei dem in den Figuren 1a-1e gezeigten Ausführungsbeispiel ist das zu behandelnde (menschliche) Auge mit 10 bezeichnet. Die Kornea (Hornhaut) des Auges 10 ist bei 12 gezeigt, während die Sclera (Lederhaut) mit 14 bezeichnet ist.
  • In die Kornea 12 des Auges 10 sollen mittels gepulster Laserstrahlung mit Pulsdauern im Femtosekundenbereich ein oder mehrere Schnitte eingebracht werden. Die hierfür notwendige Laserstrahlung wird von einer nicht näher dargestellten Laserquelle bereitgestellt. Beispielsweise liegt die Wellenlänge der in das Auge 10 eingestrahlten Behandlungsstrahlung im niederen Infrarotbereich. Beispielsweise kann ein bei 1030 nm strahlender Yb-Laser verwendet werden.
  • Bevor mit der Laserbehandlung des Auges begonnen wird, ist zunächst das Auge 10 an die mit der Laserquelle ausgestattete Lasereinrichtung anzukoppeln, um den Strahlfokus präzise in z-Richtung in der Kornea positionieren zu können. Hierfür wird zunächst eine Saugringeinheit 16 in an sich bekannter Weise auf das Auge 10 aufgesetzt und durch Unterdruck an dem Auge 10 fixiert. Die Saugringeinheit 16 stabilisiert und fixiert das Auge 10. Sie weist einen den eigentlichen Saugring bildenden Unterteil 18, einen an den Unterteil 18 anschließenden, einstückig mit diesem hergestellten Einführtrichter 20 sowie eine Ringachse 22 auf. Der Unterteil 18 bildet zwei jeweils zur Anlage an der Sclera 14 bestimmte, ringförmig umlaufende Dichtflächen 24, 26, welche zwischen sich eine mit einem Evakuierungskanal 28 verbundene, ringförmig umlaufende Saugkammer 30 begrenzen. Die Dichtflächen 24, 26 können beispielsweise jeweils von einem gesonderten, am Untereil 18 angebrachten Dichtelement gebildet sein. Zur Bildung der Saugkammer 30 ist am augenzugewandten Innenumfangsmantel des Unterteils 18 eine entsprechende Ringnut - bezeichnet mit 32 - gebildet. Die Saugkammer 30 ist ausschließlich zwischen der Saugringeinheit 16 und der Sclera 14 begrenzt. Durch Evakuierung der Saugkammer 30 saugt sich die Saugringeinheit 16 am Auge 10 fest. Hierzu wird der Evakuierungskanal 28 mit einer nicht näher dargestellten Unterdruckquelle in Form einer Evakuierungspumpe verbunden.
  • Mechanisches Gegenstück zu der solchermaßen auf dem Auge 10 fixierten Saugringeinheit 16 ist eine allgemein mit 34 bezeichnete Schnittstelleneinheit, welche in nicht näher dargestellter Weise fest, jedoch lösbar mit einer Fokussieroptik der erwähnten Lasereinrichtung koppelbar ist. Die Schnittstelleneinheit 34 ist zusammen mit der Fokussieroptik entlang einer durch einen Horizontalpfeil 36 angegebenen Horizontalrichtung und einer durch einen Vertikalpfeil 38 angedeuteten Vertikalrichtung relativ zu dem Patienten und der an ihm befestigten Saugringeinheit 16 verfahrbar. Die Verfahrbarkeit der Schnittstelleneinheit 34 kann zumindest teilweise motorisch bewirkt sein, beispielsweise mittels eines elektromotorischen Antriebs. Auch eine wenigstens teilweise händische Bewegbarkeit der Schnittstelleneinheit 34 relativ zu der Saugringeinheit 16 ist vorstellbar.
  • Insgesamt ist die Schnittstelleneinheit 34 kegelförmig ausgebildet, wobei sie an ihrem breiteren Kegelende (in den Figuren 1a-1e obenliegend) zur Kopplung mit der Fokussieroptik ausgebildet ist und an ihrem schmäleren Kegelende ein im gezeigten Beispielfall als planparallele Applanationslinse ausgebildetes Kontaktglas 40 trägt.
  • In einer ersten Phase des Ankoppelvorgangs des Auges 10 an die Lasereinrichtung wird die Schnittstelleneinheit 34 relativ zu der Saugringeinheit 16 in Pfeilrichtung 36 in eine Position bewegt, in der sie axial über dem Einführtrichter 20 steht, so dass die Schnittstelleneinheit 34 anschließend durch axiales Absenken in den Einführtrichter 20 eintauchen kann. Die Phase des Eintauchens der Schnittstelleneinheit 34 in den Einführtrichter 20 der Saugringeinheit 16 ist in Fig. 1b dargestellt. Beim Absenken der Schnittstelleneinheit 34 nähert sich die Applanationslinse 40 dem Auge 10; gleichzeitig wird der radiale Luftspalt zwischen dem Einführtrichter 20 und der Schnittstelleneinheit 34 kleiner. Der konusförmig verlaufende Innenumfangsmantel des Einführtrichters 20 und der gleichermaßen konusförmig verlaufende Außenumfangsmantel der Schnittstelleneinheit 34 tragen oder bilden jeweils eine Dichtfläche. Diese zusammenwirkenden Dichtflächen gelangen im Zuge des weiteren Ankoppelvorgangs zur Anlage aneinander und dichten in diesem Zustand eine weitere Saugkammer 42 ab. Die weitere Saugkammer 42 ist zwischen der Saugringeinheit 16, der Schnittstelleneinheit 34 und der Oberfläche des Auges 10 gebildet. Als untere Begrenzung der Saugkammer 42 dient die Dichtfläche 26, die dementsprechend beide Saugkammern 30, 42 zugleich abdichtet. Es versteht sich, dass alternativ eine von der Dichtfläche 26 gesonderte, weitere Ringdichtfläche an der Saugringeinheit 16 gebildet sein kann, welche der Abdichtung der Saugkammer 42 dient.
  • Die zwischen der Saugringeinheit 16 und der Schnittstelleneinheit 34 wirksamen Dichtflächen sind im gezeigten Beispielfall von einer an dem Einführtrichter 20 angebrachten Ringdichtung 44 und dem dieser Ringdichtung 44 im eingetauchten Zustand gegenüberliegenden Teil des Außenumfangsmantels der Schnittstelleneinheit 34 gebildet. Dieser als Dichtfläche wirkende Teil des Außenumfangsmantels der Schnittstelleneinheit 34 ist in Figur 1a mit 46 bezeichnet. Die Ringdichtung 44 kann beispielsweise eine Lippendichtung oder ein O-Ring sein. Es versteht sich, dass alternativ eine solche Ringdichtung an der Schnittstelleneinheit 34 vorgesehen sein kann. Es ist darüber hinaus vorstellbar, auf ein gesondertes Dichtelement zu verzichten, sofern die Außenoberfläche der Schnittstelleneinheit 34 und die Innenoberfläche des Einführtrichters 20 hinreichend glatt sind und hinreichend eng aneinander zu liegen kommen.
  • Die Absenkung der Schnittstelleneinheit 34 in Pfeilrichtung 38 (entsprechend der Axialrichtung der Saugringeinheit 16) stoppt an einer vorgegebenen axialen Relativposition, in der die Schnittstelleneinheit 34 noch gewissen axialen Abstand von der Saugringeinheit 16 hat, also noch nicht maximal tief in den Einführtrichter 20 eingetaucht ist. Der Stopp der Absenkbewegung ist in Fig. 1c durch einen Querstrich 48 schematisch angedeutet. In der Stoppposition der Schnittstelleneinheit 34 besteht einerseits noch ein radialer Spalt zwischen dem Einführtrichter 20 und der Schnittstelleneinheit 34, andererseits ist noch keine signifikante Einebnung des Auges durch die Applanationsplatte 40 erfolgt. Beispielsweise beträgt die Größe des Luftspalts zwischen Einführtrichter 20 und Schnittstelleneinheit 34 bei Erreichen der Stoppposition weniger als 0,5 mm bis hin zu nicht mehr als 0,1 mm.
  • Im gezeigten Beispielfall der Fig. 1c ist in der Stoppposition der Schnittstelleneinheit 34 überhaupt kein Kontakt zwischen der Applanationsplatte 40 und dem Auge 10 gegeben; stattdessen befindet sich die Applanationsplatte 40 in geringem axialen Abstand über der Kornea 12 des Auges 10. Es kann alternativ in der Stoppposition aber auch ein geringfügiger Kontakt zwischen der Applanationsplatte 40 und dem Auge bestehen; die Fläche des Kontaktbereichs ist dann freilich beträchtlich kleiner als der für die spätere Behandlung erforderliche Applanationsbereich. Beispielsweise kann der angestrebte Einebnungsbereich des Auges einen Durchmesser zwischen etwa 10 und 11 mm aufweisen. Sofern in der Stoppposition gemäß Fig. 1c überhaupt ein Kontakt zwischen der Applanationsplatte 40 und dem Auge 10 vorhanden ist, wird der Durchmesser des Kontaktbereichs dagegen vorzugsweise nur höchstens einige wenige Millimeter betragen, beispielsweise nur etwa 2 oder 3 mm. In jedem Fall ist ein in der Stoppposition etwa bestehender Kontakt zwischen Applanationsplatte 40 und Auge 10 so schwach, dass durch den Kontakt keine signifikante Erhöhung des Augeninnendrucks bewirkt wird.
  • Die Stoppposition der Schnittstelleneinheit 40 wird im gezeigten Beispielfall durch ein an der Saugringeinheit 16, genauer am Einführtrichter 20 angeordnetes Sensorelement 50 detektiert, bei dem es sich beispielsweise um einen als Näherungssensor ausgebildeten Hall-Sensor handeln kann. Das Sensorelement 50 ist geeignet positioniert, um dann ein entsprechendes Sensorsignal abzugeben, wenn die Schnittstelleneinheit 34 die vorgegebene Stoppposition erreicht.
  • In der Stoppposition erstreckt sich die Saugkammer 42 in den zwischen dem Einführtrichter 20 und der Schnittstelleneinheit 34 noch bestehenden Ringspalt hinein. Das Dichtelement 44 kann bereits in Dichtanlage am konischen Außenumfangsmantel der Schnittstelleneinheit 34 sein. Es ist aber auch möglich, dass in der Stoppposition noch keine vollständige Abdichtung der Saugkammer 42 gegeben ist. Je nachdem, ob in der Stoppposition bereits ein Kontakt zwischen der Applanationsplatte 40 und dem Auge 10 vorhanden ist oder nicht, erstreckt sich die Saugkammer 42 entweder vollständig zwischen der Applanationsplatte 40 und dem Auge 10 hindurch oder umschließt den bestehenden Kontaktbereich.
  • Die Saugkammer 42 ist mit einem weiteren Evakuierungskanal 52 verbunden, der wie der Evakuierungskanal 28 an der Saugringeinheit 16 ausgebildet ist und ebenfalls mit einer als Unterdruckquelle dienenden Evakuierungspumpe (nicht näher dargestellt) verbindbar ist. Über die beiden Evakuierungskanäle 28, 52 können die beiden Saugkammern 30, 42 unabhängig voneinander evakuiert werden. Hierzu können zwei gesonderte, unabhängig voneinander betreibbare Evakuierungspumpen vorgesehen sein. Es ist alternativ vorstellbar, eine einzige Evakuierungspumpe vorzusehen und durch geeignet steuerbare Ventilmittel die beiden Saugkammern 30, 42 individuell mit Unterdruck zu versorgen.
  • Ausgehend von der Stoppposition gemäß Fig. 1c wird als nächste Aktion die Saugkammer 42 evakuiert. Der zunehmende Unterdruck in der Saugkammer 42 bewirkt eine Ansaugung der Augenoberfläche an die (augenzugewandte) Unterseite der Applanationsplatte 40. Gleichzeitig wird die Schnittstelleneinheit 34 durch die Saugwirkung tiefer in den Einführtrichter 20 der Saugringeinheit 16 hineingezogen, bis sie letztendlich eine maximal tiefe Eintauchposition erreicht. Dieses weitere Absinken der Schnittstelleneinheit 34 wird allein durch die Saugwirkung des in der Saugkammer 42 herrschenden Unterdrucks bewirkt; eine etwaige motorische oder händische Kraftunterstützung findet in dieser Phase des Ankoppelvorgangs nicht mehr statt. Das Maß dieser weiteren Absenkbewegung der Schnittstelleneinheit 34 ist vergleichsweise gering; beispielsweise wird die Schnittstelleneinheit 34 saugkraftbedingt nur einige Zehntel Millimeter tiefer in den Einführtrichter 20 hineingesogen.
  • Die Stärke des in der Saugkammer 42 erzeugten Unterdrucks ist ausreichend hoch gewählt, um das Auge 10 in dem für die Behandlung gewünschten Bereich einzuebnen, d.h. durch Ansaugung an die Platte 40 zu applanieren. Dabei ist der durch das Hineinziehen der Schnittstelleneinheit 40 in den Einführtrichter 20 bewirkte Zuwachs an Kontakt in jedem Fall klein und vorzugsweise sogar vernachlässigbar gegenüber der infolge der Ansaugung der Kornea bewirkten Kontaktbereichsvergrößerung. Um beispielhafte Zahlenwerte zu nennen, so kann in der Saugkammer 42 beispielsweise ein Unterdruck zwischen 200 und 600 mm Hg erzeugt werden, vorzugsweise zwischen 400 und 500 mm Hg.
  • Der applanierte Zustand, in dem die Saugkammer 42 auf das gewünschte Niveau evakuiert ist, ist in Fig. 1d gezeigt. In diesem Zustand kann durch Einstrahlung von Laserstrahlung von oben her durch die Applanationsplatte 40 die gewünschte Behandlung des Auges 10 erfolgen, beispielsweise die Erzeugung eines Flaps im Rahmen einer Fs-LASIK-Behandlung.
  • Sollte es in dem Zustand gemäß Fig. 1d Probleme geben, etwa weil der Patient panisch reagiert, kann durch Belüftung der Saugkammer 42 eine rasche Abkopplung der Schnittstelleneinheit 34 von der Saugringeinheit 16 erreicht werden. Diese Situation ist in Fig. 1e dargestellt. Ein nach unten gerichteter Pfeil 54 verdeutlicht die augenblickliche Loslösung des Auges 10 von der Applanationsplatte 40. Wegen der fehlenden Saugwirkung kann dann auch die Schnittstelleneinheit 34 axial nach oben aus dem Einführtrichter 20 entweichen. Dies ist durch einen aufwärts gerichteten Pfeil 56 veranschaulicht.
  • Im Vergleich zu Fig. 1e ist in Fig. 1d die auf die Augenoberfläche ausgeübte Saugwirkung durch einen zur Applanationsplatte 40 hin gerichteten Aufwärtspfeil 58 veranschaulicht.
  • Bei einem Prozess, wie er oben erläutert wurde, ist es möglich, eine durch die Ankopplung der Schnittstelleneinheit 34 an die Saugringeinheit 16, d.h. durch die Einebnung der Kornea bewirkte Erhöhung des Augeninnendrucks nicht nur absolut klein zu halten sondern auch klein im Vergleich zu einer Druckerhöhung infolge des Ansaugens der Saugringeinheit 16 an die Sclera. Um ein zahlenmäßiges Beispiel zu geben, so kann die Fixierung der Saugringeinheit 16 am Auge bereits eine Erhöhung des Augeninnendrucks um etwa 60 bis 100 mm Hg bewirken. Zum Vergleich, übliche Innendrücke des menschlichen Auges ohne Berührung liegen in der Regel zwischen etwa 15 und 20 mm Hg. Liegt in der Stoppposition der Schnittstelleneinheit 34 vor Beginn der Evakuierung der Saugkammer 42 schon ein Kontakt zwischen Auge und Applanationsplatte 40 vor, so ist der hierdurch bewirkte Druckanstieg im Auge vorzugsweise kleiner als 10 mm Hg. Ein solch geringer Druckanstieg kann ohne weiteres mit einem Kontakt mit 2 bis 3 mm Durchmesser gewährleistet werden. In jedem Fall sollte ein in der Stoppposition vor Beginn der Evakuierung bestehender Kontakt vorzugsweise nicht zu einem Druckanstieg um mehr als 20 mm Hg führen. Durch das anschließende Evakuieren der Saugkammer 42 und die Ansaugung des Auges an die Applanationsplatte kann ein weiterer leichter Druckanstieg im Auge entstehen, der jedoch abhängig vom Unterdruck in der Saugkammer 42 in der Regel nicht mehr als ca. 20 mm Hg betragen sollte.
  • Fig. 2 zeigt schematisch Komponenten einer Lasereinrichtung, mit der das zuvor anhand der Figuren 1a-1e beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Gleiche oder gleichwirkende Komponenten wie in den Figuren 1a-1e sind dabei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die vorangehenden Ausführungen zu diesen Komponenten verwiesen.
  • Die Lasereinrichtung gemäß Fig. 2 umfasst eine Laserquelle 60 für gepulste Laserstrahlung mit Pulsdauern im Femtosekundenbereich. Der von der Laserquelle 60 abgegebene Laserstrahl - mit 62 bezeichnet - gelangt über eine hier von zwei steuerbaren Ablenkspiegeln 64, 66 gebildete Ablenkeinrichtung (Scanner) zu einem Umlenkspiegel 68, von welchem der Laserstrahl 62 in eine Fokussieroptik 70 gelangt. Am distalen, d.h. augennahen Ende der Fokussieroptik 70 ist die Schnittstelleneinheit 34 lösbar angekoppelt. Die Ablenkspiegel 64, 66 sind jeweils kippbar angeordnet und gestatten eine Ablenkung des Laserstrahls 62 in einer zur Strahllängsrichtung (z-Richtung) normalen x-y-Ebene. Sie werden von einer elektronischen Steuereinrichtung 72 nach Maßgabe eines durch Form und Lage des gewünschten Schnitts gegebenen Schnittprofils gesteuert. Das Schnittprofil ist in einem Steuerprogramm 74 verkörpert, welches in einem für die Steuereinrichtung 72 zugänglichen Speicher 76 abgelegt ist. Zur z-Verstellung des Strahlfokus kann entweder die Fokussieroptik 70 oder zumindest eine darin enthaltene Linse in Strahllängsrichtung unter der Steuerung der Steuereinrichtung 72 justierbar sein. Alternativ ist es möglich, eine Linse einer in Fig. 2 nicht näher dargestellten, zwischen der Laserquelle 60 und den Ablenkspiegeln 64, 66 angeordneten Strahlaufweitungsoptik in Strahllängsrichtung verstellbar anzuordnen, insbesondere eine eingangsseitige Zerstreuungslinse einer solchen Strahlaufweitungsoptik.
  • Die Fokussieroptik 70 ist an einer Halterung 78 gewichtskompensiert aufgehängt. Die Halterung 78 ist in Fig. 2 stark schematisch durch zwei beidseits der Fokussieroptik 70 gezeichnete senkrechte Striche angedeutet. Die Gewichtskompensation der Fokussieroptik 70 ist schematisch durch ein Gegengewicht 80 angedeutet, das über eine Seil-/Rollen-Anordnung 82 mit der Fokussieroptik 70 verbunden ist und eine deren Gewichtskraft kompensierende Gegenkraft auf die Fokussieroptik 70 ausübt. Eine Seil-/Rollen-Anordnung ist selbstverständlich nur ein Beispiel für die Anbindung eines Gegengewichts an die Fokussieroptik. Alternativ könnte beispielsweise ein Hebelsystem verwendet werden. Eine weitere mögliche Ausgestaltung ist in US 5,336,215 gezeigt, wo ein Federsystem zur Aufhängung einer Fokussieroptik verwendet wird.
  • Die Fokussieroptik 70 ist zusammen mit der Halterung 78 durch eine motorische, vorzugsweise elektromotorische Antriebseinheit 84 in vertikaler Richtung in den Einführtrichter 20 der auf dem Auge 10 sitzenden Saugringeinheit 16 absenkbar, wie durch den Richtungspfeil 38 angedeutet. Dabei ist die Fokussieroptik 70 nicht starr mit der Halterung 78 verbunden, sondern besitzt gegenüber der Halterung 78 eine gewisse Auslenkbarkeit entgegen der Absenkrichtung 38 nach oben. Wegen der Gewichtskompensation der Fokussieroptik 70 ist eine Auslenkung derselben gegenüber der Halterung bereits durch eine äußerst geringe Krafteinwirkung möglich. Der Moment, in dem die Applanationsplatte 40 in Kontakt mit dem Auge gelangt und einen Gegendruck vom Auge erfährt, kann deshalb schon zu einer Auslenkung der Fokussieroptik 70 relativ zu der Halterung 78 führen. Diese Auslenkung wird mittels eines relativ zu der Halterung 78 ortsfest angebrachten Endschalters 86 (alternativ z.B. Gegenkraftschalter) detektiert, der sein Schaltsignal an die Steuereinrichtung 72 liefert. Das Schalten des Endschalters 86 signalisiert der Steuereinrichtung 72 somit das Erreichen der vorgegebenen Relativstellung zwischen Schnittstelleneinheit 34 und Saugringeinheit 16 (z.B. Berühren des Einführtrichters 20 durch die Schnittstelleneinheit 34), in der die weitere motorische Absenkbewegung der Fokussieroptik 70 zu stoppen ist. Dementsprechend steuert die Steuereinrichtung 72 bei Erhalt des Schaltsignals von dem Endschalter 86 die Antriebseinheit 84 im Sinne eines Betriebsstopps. Das vorherige Absenken der Fokussieroptik 70 durch die Antriebseinheit 84 kann ebenfalls von der Steuereinrichtung 72 nach Maßgabe des Steuerprogramms 74 gesteuert sein; alternativ ist es vorstellbar, dass der Bediener die Absenkbewegung mittels eines an die Steuereinrichtung 72 angeschlossenen Steuerknüppels händisch initialisiert, wobei bei Erreichen der erwähnten vorgegebenen Relativposition zwischen Schnittstelleneinheit 34 und Saugringeinheit 16 die Steuereinrichtung 72 den Vorrang des Steuerknüppels aufhebt und selbsttätig den Betrieb der Antriebseinheit 84 stoppt.
  • Wegen des Vorhandenseins des Endschalters 86 ist in diesem Fall ein an den Komponenten 16 oder/und 34 angebrachter Sensor verzichtbar.
  • Die Lasereinrichtung gemäß Fig. 2 umfasst darüber hinaus zwei Evakuierungspumpen 88, 90, welche über geeignete Schlauchleitungen an je einen an der Saugringeinheit 16 ausgebildeten Anschlussstutzen 92 bzw. 94 angeschlossen sind. In den Anschlussstutzen 92 mündet der Evakuierungskanal 28 gemäß den Fig. 1a-1e; die Evakuierungspumpe 88 dient somit zur Evakuierung der Saugkammer 30. Dagegen mündet in den Anschlussstutzen 94 der Evakuierungskanal 52, weswegen die Evakuierungspumpe 90 zur Evakuierung der Saugkammer 42 der Figuren 1a-1e dient. Zumindest die Evakuierungspumpe 90 ist im dargestellten Beispielfall gemäß Fig. 2 durch die Steuereinrichtung 72 steuerbar, nämlich in Antwort auf das Schalten des Endschalters 86. Das heißt, es erfolgt ein automatisches Einschalten der Pumpe 90, sobald die Schnittstelleneinheit 34 ihre vorgegebene Relativposition gegenüber der Saugringeinheit 16 erreicht hat. Das Schalten des Endschalters 86 kann im übrigen nicht nur durch ein Auslenken der Fokussieroptik 70 infolge eines Kontakts mit dem Auge ausgelöst werden. Beispielsweise kann der hierfür erforderliche Gegendruck auch von einer an dem Einführtrichter 20 oder der Schnittstelleneinheit 34 angebrachten Ringdichtung (z.B. Lippendichtung) erzeugt werden, etwa der in den Fig. 1a-1e gezeigten Ringdichtung 44.
  • Im Rahmen eines vollautomatischen Betriebs der Lasereinrichtung kann auch die Evakuierungspumpe 88 von der Steuereinrichtung 72 steuerbar sein. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass zumindest das Festsaugen der Saugringeinheit 16 an das Auge 10 durch manuelle Betätigung der Evakuierungspumpe 88 seitens des operierenden Arztes bewirkt wird. Eine solche manuelle Ein- und Abschaltbarkeit ist im übrigen auch für die Pumpe 90 nicht ausgeschlossen. Insbesondere für den Fall von Komplikationen sollte zumindest eine manuelle Abschaltbarkeit der Evakuierungspumpe 90 für den bedienenden Arzt möglich sein.
  • Bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Fig. 3-5 wird erneut auf gleiche Bezugszeichen wie zuvor zurückgegriffen, soweit es sich um gleiche oder gleichwirkende Komponenten wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen handelt. Zur Unterscheidung ist diesmal jedoch ein Kleinbuchstabe an das betreffende Bezugszeichen angehängt. Soweit sich nachstehend nichts anderes ergibt, wird für eine Erläuterung der erwähnten gleichen oder gleichwirkenden Komponenten auf das vorstehend Gesagte verwiesen.
  • Der Unterteil 18a der Saugringeinheit 16a besitzt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3-5 eine radial zum Ringzentrum hin abstehende, ringscheibenförmige Dicht- und Trennplatte 96a, welche an ihrem Innenrand unmittelbar die Dichtfläche 26a bildet oder einen die Dichtfläche 26a bildenden Dichtring trägt. Die Dicht- und Trennplatte 96a trennt die beiden Saugkammern 30a, 42a voneinander. Man erkennt, dass die Applanationsplatte 40a radial über die Dicht- und Trennplatte 96a hinausreicht und dass sich die Saugkammer 42a in den Bereich zwischen der Applanationsplatte 40a und der Dicht- und Trennplatte 96a hinein erstreckt. In dem Zustand gemäß den Figuren 3 und 5, in dem die Schnittstelleneinheit 34a ordnungsgemäß an die Saugringeinheit 16a angekoppelt ist und die Saugkammer 42a evakuiert ist, beträgt der axiale Abstand zwischen der augenzugewandten Unterseite der Applanationsplatte 40a und der Oberseite der Dicht- und Trennplatte 96a beispielsweise etwa 0,7 mm. Insgesamt hat sich für diesen Abstand ein Maß als zweckmäßig erwiesen, das nicht kleiner als 0,4 mm sein sollte, um unerwünschte Druckeinwirkungen der Applanationsplatte auf das Auge zu vermeiden, zugleich aber nicht größer als 1,2 mm, um das Auge in einem hinreichend großen Kontaktbereich an die Applanationsplatte 40a ansaugen und dadurch einebnen zu können. Zur Verdeutlichung ist der genannte axiale Abstand in Fig. 5 mit a identifiziert. Je nach Ausgestaltung der Applanationsplatte 40a (sie könnte auch stufig ausgeführt sein anstatt vollständig eben) kann der genannte Abstand zumindest im Randbereich der Platte 40a unter Umständen auch bis zu 0,1 mm klein sein.
  • Wie bereits erläutert, kann die Evakuierung der Saugkammer 42a dazu führen, dass die Schnittstelleneinheit 34a noch um ein vergleichsweise geringes axiales Maß tiefer in den Einführtrichter 20a der Saugringeinheit 16a hineingesogen wird. Zu Beginn der Evakuierung ist deshalb der Abstand a um dieses Maß größer als im evakuierten Zustand gemäß den Fig. 3 und 5.
  • Man erkennt in Fig. 5 ferner, dass sich die Saugkammer 42a seitlich außerhalb an dem unteren Kegelende der Schnittstelleneinheit 34a vorbei nach axial oben bis in einen Bereich erstreckt, der axial oberhalb der Applanationsplatte 40a liegt. Dieser Axialpunkt ist in Fig. 5 mit P bezeichnet. Jenseits des Punkts P, d.h. in Richtung zu größeren Öffnungsweiten des Einführtrichters 20a hin, ist in den konischen Außenumfangsmantel der Schnittstelleneinheit 34a eine umlaufende Ringnut 100a eingeformt, welche zur Aufnahme eines hier nicht näher dargestellten Dichtelements dient, das mit der inneren Trichterfläche des Einführtrichters 20a zur Abdichtung der Saugkammer 42a zusammenwirkt.
  • In Fig. 3 ist ferner zu erkennen, dass die Schnittstelleneinheit 34a zweiteilig ausgeführt sein kann und eine die Applanationsplatte 40a haltende Konushülse 102a sowie einen Adapterkegel 104a umfasst, der lösbar mit der Konushülse 102a verbunden ist, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, wie bei 106a angedeutet. Allein die Konushülse 102a taucht in den Einführtrichter 20a ein; der Adapterkegel 104a bleibt stets axial außerhalb der Saugringeinheit 16a. Im gezeigten Beispielfall ist die Wand des Adapterkegels 104a von mehreren Durchbrechungen 108a durchsetzt, um Gewicht zu sparen. Die Konushülse 102a ist dagegen als Vollmantelkörper ausgebildet. Am proximalen, d.h. augenfernen Ende ist der Adapterkegel 104a zur lösbaren Kopplung (beispielsweise in Form einer axialen Klemmkopplung) mit der Fokussieroptik der Lasereinrichtung ausgeführt. Im gezeigten Beispielfall weist er hierzu einen als Klemmflansch dienenden, radial abstehenden Ringbund 110a auf.
  • Es versteht sich, dass alternativ eine einteilige oder sogar mehr als zweiteilige Ausgestaltung der Schnittstelleneinheit denkbar ist.
  • Eine strichpunktierte Linie 112a in Fig. 5 veranschaulicht eine beispielhafte Schnittform, wie sie in der Kornea des Auges 10a mittels geeignet in Raum und Zeit gesteuerter Laserpulse angebracht werden kann. Es versteht sich, dass eine Vielzahl anderer Schnittformen abhängig von der gewünschten Behandlungsart möglich sind.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Ankoppeln einer mechanischen Schnittstelleneinheit (34) einer Lasereinrichtung an eine an einem Augengewebe durch Saugkraft gehaltene Saugringeinheit (16), wobei die Saugringeinheit eine Ringachse (22) aufweist und einen sich in Richtung axial vom Auge weg öffnenden Einführtrichter bildet, wobei die Schnittstelleneinheit (34) einen Konusabschnitt zum axialen Einsetzen in den Einführtrichter aufweist, umfassend die Schritte:
    - relatives Annähern der Schnittstelleneinheit (34) an die Saugringeinheit (16) bis in eine erste Relativstellung, in welcher die Schnittstelleneinheit (34) mit ihrem Konusabschnitt in den Einführtrichter der Saugringeinheit (16) eingetaucht ist,
    - in der ersten Relativstellung Evakuieren einer zwischen der Schnittstelleneinheit (34), der Saugringeinheit (16) und der Oberfläche des Gewebes gebildeten Saugkammer (42), um dadurch einen Kontakt zwischen dem Gewebe und einer Gewebeanlagefläche der Schnittstelleneinheit (34) herzustellten oder einen Bereich bestehenden Kontakts zu vergrößern,
    wobei die Evakuierung der Saugkammer (42) eine relative Bewegung der Schnittstelleneinheit (34) und der Saugringeinheit (16) in eine zweite Relativstellung bewirkt, in der sie stärker einander angenähert sind als in der ersten Relativstellung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Evakuierung der Saugkammer (42) eine Vergrößerung des Kontaktbereichs zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche auf mindestens das Eineinhalbfache, vorzugsweise auf mindestens das Doppelte, insbesondere um ein Mehrfaches bewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche näherungsweise kreisscheibenförmig ist und die Evakuierung der Saugkammer (42) eine Vergrößerung des Durchmessers des Kontaktbereichs um mindestens 30 Prozent, vorzugsweise um mindestens 50 Prozent, noch bevorzugter um mindestens 70 Prozent und höchstbevorzugt um mindestens 90 Prozent bewirkt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Annäherung der Schnittstelleneinheit (34) an die Saugringeinheit (16) in einer Richtung (38) erfolgt, längs der über die erste Relativstellung hinaus eine weitere relative Annäherung der Schnittstelleneinheit (34) und der Saugringeinheit (16) insbesondere bis in einen Zustand wechselseitigen Anschlags möglich ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der relative Bewegungsweg der Schnittstelleneinheit (34) und der Saugringeinheit (16) zwischen der ersten und der zweiten Relativstellung nicht mehr als 1 mm beträgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die relative Annäherung der Schnittstelleneinheit (34) und der Saugringeinheit (16) von der ersten in die zweite Relativstellung zurückzuführender Anteil an der Vergrößerung des Kontaktbereichs zwischen dem Gewebe und der Gewebeanlagefläche klein, insbesondere vernachlässigbar klein im Vergleich zu einem auf das Ansaugen des Gewebes an die Gewebeanlagefläche zurückzuführenden Anteil ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der ersten Relativstellung sensorisch erfasst wird und die Evakuierung der Saugkammer (42) automatisch, insbesondere programmgesteuert in Antwort auf die Erfassung der ersten Relativstellung bewirkt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Annäherung der Schnittstelleneinheit (34) an die Saugringeinheit (16) durch Betätigung einer motorischen Antriebseinrichtung (84) bewirkt wird und dass der Betrieb der Antriebseinrichtung automatisch, insbesondere programmgesteuert in Antwort auf eine sensorische Erfassung der ersten Relativstellung gestoppt wird.
  9. Vorrichtung zum Schneiden eines Gewebeteils eines Auges (10) mittels fokussierter Laserstrahlung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
    - eine auf das Auge aufzusetzende Saugringeinheit (16) mit einer Ringachse (22), wobei die Saugringeinheit (16) einen sich in axialer Richtung öffnenden Einführtrichter bildet,
    - eine von der Saugringeinheit gesonderte, längs der Ringachse in Koppelkontakt mit dieser bewegbare mechanische Schnittstelleneinheit (34) mit einem Kontaktglas (40) zur Formung der Oberfläche des Auges, wobei die Schnittstelleneinheit (34) einen Konusabschnitt zum axialen Einsetzen in den Einführtrichter aufweist,
    - Pumpmittel (88, 90) zur Evakuierung einer zwischen der Saugringeinheit (16), der Schnittstelleneinheit (34) und der Augenoberfläche begrenzten ersten Saugkammer (42),
    - eine Sensorik (50, 86) zur Erfassung einer vorgegebenen ersten axialen Relativstellung der Schnittstelleneinheit (34) und der Saugringeinheit (16), wobei in der ersten axialen Relativstellung die Schnittstelleneinheit (34) mit ihrem Konusabschnitt in den Einführtrichter der Saugringeinheit (16) eingetaucht ist,
    - eine mit der Sensorik und den Pumpmitteln verbundene Steuereinrichtung (72), welche dazu eingerichtet ist, in Antwort auf die Erfassung der ersten Relativstellung durch die Sensorik eine Evakuierung der ersten Saugkammer (42) zu bewirken, um dadurch einen Kontakt zwischen dem Auge und einer Formungsanlagefläche des Kontaktglases herzustellen oder einen Bereich bestehenden Kontakts zu vergrößern, wobei die Evakuierung der ersten Saugkammer (42) eine relative Bewegung der Schnittstelleneinheit (34) und der Saugringeinheit (16) in eine zweite Relativstellung bewirkt, in der sie stärker einander angenähert sind als in der ersten Relativstellung.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugringeinheit (16) eine ringförmig umlaufende erste Dichtfläche (26) bildet, mit welcher sie zur Abdichtung der ersten Saugkammer (42) an die Augenoberfläche anlegbar ist, wobei die Evakuierung der ersten Saugkammer eine Anlage des Auges an das Kontaktglas (40) in einem Bereich bewirkt, der angenähert der von der ersten Dichtfläche umschlossenen Fläche entspricht.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche (26a) am Innenrand eines an der Saugringeinheit (16a) gebildeten, zum Auge hin abstehenden Ringscheibenkörpers (96a) gebildet ist, welcher die erste Saugkammer (42a) von einer vollständig zwischen der Saugringeinheit (16) und der Augenoberfläche begrenzten, mit der ersten Saugkammer unverbundenen und von dieser unabhängig evakuierbaren zweiten Saugkammer (30a) trennt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei ordnungsgemäß auf das Auge aufgesetzter Saugringeinheit (16) in der ersten Relativstellung die erste Saugkammer (42) vor ihrer Evakuierung vollständig an die augenzugewandte Unterseite des Kontaktglases (40) grenzt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Saugkammer (42) axial in Richtung von dem Auge weg über das Kontaktglas (40) hinausreicht.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführtrichter (20) und der Konusabschnitt zusammenwirkende zweite Dichtflächen zur Abdichtung der ersten Saugkammer (42) bilden.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführtrichter (20) oder/und der Konusabschnitt eine umlaufende Nut (100a) besitzen, in welche ein Dichtring eingesetzt ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelleneinheit (34a) einen zur mechanischen Kopplung mit der Saugringeinheit (16a) ausgebildeten, das Kontaktglas (40a) tragenden Kontaktglashalter (102a) sowie einen von dem Kontaktglashalter gesonderten, fest, jedoch auswechselbar mit diesem verbindbaren Adapter (104a) umfasst, welcher mit Koppelformationen (110a) zur Ankopplung an eine Fokussieroptik einer die Laserstrahlung bereitstellenden Lasereinrichtung ausgeführt ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktglashalter (102a) und der Adapter (104a) mit Gewindemitteln ausgeführt sind, welche eine Schraubverbindung des Kontaktglashalters und des Adapters gestatten.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktglashalter (102a) in Form einer Konushülse ausgebildet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die augenzugewandte Seite des Kontaktglases (40) als Planfläche ausgeführt ist.
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